Las armas de la rivalidad sexual

Esta nota es del archivo de Knowable Magazine. Se publicó originalmente en diciembre de 2019.

En el vasto arsenal de armas de los animales, los dispositivos más exagerados, elaborados y diversos, como los colmillos, las garras y las astas, no han sido moldeados por la necesidad de defenderse de feroces depredadores. Más bien, estas impresionantes formas están impulsadas por el sexo.

“Todo el mundo entiende instintivamente que suelen ser los machos los que tienen exhibiciones llamativas o armas como colmillos y astas”, afirma Doug Emlen, experto en armas animales de la Universidad de Montana en Missoula. Los biólogos afirman que estas fantásticas formas —desde los gigantescos colmillos curvos de los mamuts lanudos hasta las espantosas mandíbulas de los ciervos volantes— evolucionaron para ahuyentar a los machos rivales e impresionar a las hembras.

Los ejemplos de estas armas seleccionadas sexualmente abundan en todo el reino animal, en insectos, peces, crustáceos, reptiles y mamíferos tan variados como el narval, el rinoceronte y el alce. Incluso especies extintas como los trilobites y los dinosaurios lucían elaboradas protuberancias. El número y la variedad de ejemplos demuestran que la evolución ha recurrido una y otra vez a las armas en la carrera por reproducirse con éxito.

Es un tema tan común que Emlen tuvo que convencer a sus editores para que incluyeran siete dibujos detallados a toda página en un estudio sobre las armas de la naturaleza que escribió para el Annual Review of Ecology, Evolution, and Systematics de 2008, en el que se presentan más de 280 ejemplos de fantásticas púas, cuernos, astas, pinzas, colmillos, garras, mandíbulas extendidas, sierras y lanzas. La ilustración que mostramos arriba de este texto ofrece una muestra.

Los científicos siguen debatiendo hasta qué punto la elección de las hembras influye en la forma de las armas y siguen tratando de averiguar qué factores determinan la diversidad de formas de armas que se observan incluso entre especies estrechamente relacionadas. Pero está claro que la gran variedad de armas evolucionó para facilitar el apareamiento.

Lucha por las hembras

Al igual que las estructuras, los tipos de combate varían mucho. Los escarabajos rinocerontes, llamados así por sus cuernos similares a los de los rinocerontes, protegen el acceso a la savia de los árboles de la que se alimentan las hembras antes de poner sus huevos. Los machos rivales se evalúan mutuamente y, si el tamaño de sus cuernos es similar, se produce un enfrentamiento y cada uno utiliza sus cuernos para intentar voltear, hacer palanca y lanzar a su rival fuera de la rama del árbol.

La mayoría de las especies de cangrejos violinistas machos protegen sus madrigueras, donde tiene lugar el apareamiento. Los machos que se baten en duelo se empujan y se golpean mutuamente con su única pinza agrandada —y, si la pelea se intensifica, entrelazan sus pinzas, como si se tratara de un apretón de manos secreto, como si estuvieran probando la fuerza del otro—. Si uno decide que tiene ventaja, lanza a su oponente lejos de la madriguera.

Las temibles armas parecen evolucionar cuando se cumplen tres criterios, afirma Emlen. Uno: los machos deben competir por recursos como el alimento o por las hembras. Dos: es posible proteger con éxito el acceso a esos recursos. Y tres: los machos de la especie compiten en duelos uno contra uno.

Pero la lucha casi nunca es a muerte y rara vez provoca heridas graves. Los científicos afirman que esto respalda la idea de que estas armas están diseñadas para la rivalidad, ya que su diseño no está optimizado para la destrucción, sino para las luchas de poder. De hecho, la variación en el tamaño de las armas de los machos es enorme, señala Emlen: mientras que el tamaño corporal total de los alces machos adultos puede variar como máximo en un factor de 2, sus cuernos pueden variar en un factor de más de 30, afirma. Y las armas más deslumbrantes actúan en gran medida como elementos disuasorios, ya que las peleas reales solo se producen cuando los machos están muy igualados.

Armas para lucirse

A medida que las armas se hacen más grandes y llamativas, aumenta el costo de producir y transportar estructuras tan grandes. (Y a veces hay otros costos: los cangrejos violinistas machos solo pueden meter algas en la boca con una pinza). Los estudios demuestran que el tamaño de las armas depende de la nutrición, la carga parasitaria, el estrés y la condición física general, por lo que los individuos más sanos y en mejor forma lucen las armas más impresionantes.

Los investigadores consideran que estas ostentosas armas masculinas son señales honestas, que anuncian con precisión el poder y la aptitud física de su propietario. Y no solo la aptitud física. Un estudio de casi 200 ciervos ibéricos midió el tamaño y la complejidad de las astas de los animales y descubrió que las más grandes y elaboradas se correlacionaban con testículos más grandes y espermatozoides que nadaban más rápido. A partir de esa y otras pruebas, muchos biólogos piensan que las armas más grandes también pueden anunciar la superioridad reproductiva.

Y aunque Emlen cree que las armas masculinas evolucionaron principalmente con el fin de librar batallas entre machos rivales, el fisiólogo comparativo Brook Swanson, de la Universidad Gonzaga en Spokane, Washington, sostiene que esas señales también son evaluadas casi con toda seguridad por las hembras a la hora de elegir pareja. “Incluso si un macho pudiera vencer a todos los demás machos, las hembras casi siempre tienen la posibilidad de elegir entre varias parejas”, afirma.

Tomemos como ejemplo a los cangrejos violinistas. Los machos de más de 100 especies de cangrejos tienen pinzas agrandadas, y las investigaciones sugieren que las hembras pueden ser exigentes. Algunas recorren una zona con múltiples madrigueras de machos y evalúan las armas que les muestran, entre otras cosas, antes de seleccionar una pareja. “No sabemos qué piensa la hembra, pero tiene en cuenta un montón de información complicada”, afirma Swanson.

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Aunque los científicos creen que la función principal de estas armas animales es la reproducción, hay casos en los que las armas también sirven como elemento disuasorio o defensa contra los depredadores, probablemente como una ventaja evolutiva. Las astas de los alces son un buen ejemplo de ello. A diferencia de muchas otras especies norteamericanas de la familia de los ciervos, los alces conservan sus astas hasta marzo, mucho después de que haya terminado la temporada de apareamiento en octubre. Cuando Matt Metz, estudiante de doctorado de la Universidad de Montana, y sus colegas rastrearon las presas de los lobos en el Parque Nacional de Yellowstone, descubrieron que, durante el mes de marzo, los lobos son entre tres y cuatro veces más propensos a atacar a un alce macho sin astas que a uno que todavía las tiene.

Dado que los alces rara vez utilizan las astas para defenderse, prefiriendo levantarse y patear a los depredadores con sus pezuñas delanteras, es de suponer que estas estructuras sirven como elemento disuasorio, afirma Metz. Sin embargo, si las astas hubieran evolucionado principalmente como defensa contra los depredadores, no tendría sentido desprenderse de ellas, añade —y las hembras también deberían tenerlas—.

Adornos y florituras

Por qué la naturaleza ha creado una gama tan extraña de formas y tipos de armas sigue siendo un misterio. Pero, como regla general, dice Swanson, la evolución tiende a exagerar las estructuras ya existentes. Los cangrejos y las langostas tienen pinzas que se han agrandado a lo largo de la evolución. Y los artrópodos (arañas, insectos y crustáceos) tienen exoesqueletos que los cambios genéticos podrían esculpir para formar protuberancias como los cuernos o las mandíbulas gigantes que se ven en los escarabajos.

Probablemente, las armas también se moldean según el tipo de lucha y el lugar donde se libra, como lo demuestra el trabajo sobre las formas de los cuernos del escarabajo rinoceronte realizado por la bióloga evolutiva Erin McCullough. Como estudiante de posgrado con Emlen, pasó dos veranos en Taiwán grabando en vídeo las batallas del escarabajo japonés cornudo, que tiene un cuerno en forma de horquilla. Comparó sus peleas con las del escarabajo Hércules, que tiene cuernos gruesos y pinzantes, y con las de una especie de escarabajo Golofa, que tiene cuernos más delgados, similares a espadas. Cada uno lucha de forma ligeramente diferente, pero todos con el objetivo de lanzar a su oponente fuera de una rama de árbol o un brote de bambú.

McCullough, ahora investigadora postdoctoral en la Universidad de Siracusa en Nueva York, midió primero cuánta fuerza se necesitaba para desalojar a un macho de tamaño medio de una rama. Luego, escaneó con un tomógrafo computarizado los cuernos de los insectos, construyó modelos tridimensionales de las estructuras y utilizó herramientas de ingeniería para calcular las tensiones y deformaciones que las estructuras podían soportar. Descubrió que cada cuerno rendía mejor bajo las fuerzas del estilo de lucha específico de su especie. “Este es un factor importante que explica por qué las diferentes especies tienen armas diferentes”, afirma.

En octubre, un grupo internacional de investigadores utilizó las mismas técnicas de modelado por computadora para sugerir que las astas más grandes que jamás hayan existido —las del alce irlandés prehistórico, de 3,6 metros de ancho por 1,5 metros de alto— también se utilizaban para los combates entre machos.

Pero McCullough señala que las armas más temibles y llamativas no siempre son muy letales. Probablemente, cierta diversidad, como los arabescos y las puntas adicionales, esté motivada por la función de exhibición de las armas, afirma.

El cortejo de los dinosaurios con cuernos

Algunas de las armas animales más grandes jamás encontradas adornaban las cabezas de los dinosaurios. Un ejemplo son los cuernos y volantes del triceratops, un tipo de dinosaurio ceratopsido, herbívoros de gran tamaño que vivían en grandes manadas en espacios abiertos, de forma similar a los caribúes. “Tenían los cráneos más grandes de los animales terrestres que jamás hayan existido, en parte debido a estas grandes estructuras óseas en sus cabezas”, afirma Scott Sampson, paleontólogo y director ejecutivo de la Academia de Ciencias de California en San Francisco.

Por supuesto, es complicado estudiar el comportamiento de los dinosaurios, o incluso determinar el sexo de un esqueleto, a partir de los fósiles. Los paleontólogos siguen debatiendo si estas inusuales decoraciones faciales se utilizaban para ayudar a las especies de dinosaurios a reconocer a los de su propia especie, para las competiciones de apareamiento entre machos o para enviar señales a las hembras, o bien para defenderse. Pero Sampson afirma que varias líneas de evidencia le convencen de que estos cuernos eran armas sexuales o elementos de exhibición, más que lanzas para defenderse de los depredadores.

Es importante destacar que estas características no se desarrollaban completamente hasta que los animales alcanzaban el tamaño adulto y la edad reproductiva. Y muchas de las características de los cuernos, púas y volantes de los dinosaurios eran “pésimas” como armas contra los depredadores carnívoros, afirma Sampson. Algunas eran tan delgadas que resultaban frágiles o estaban curvadas en una dirección aparentemente incorrecta. Tomemos, por ejemplo, el Kosmoceratops, un extravagante fósil encontrado en el sur de Utah que lucía 15 cuernos en la cara, la parte superior del cráneo y el collarín óseo, algunos de los cuales se curvaban hacia atrás. “Estoy bastante seguro de que este patrón tiene que ver con la exhibición”, afirma Sampson. Según él, los ceratopsidos probablemente habrían utilizado más su gran tamaño como arma contra los depredadores.

Desde las espinas y placas de los gigantes del Cretácico tardío hasta los cuernos de los diminutos escarabajos actuales, fabricar y llevar armas llamativas puede suponer un enorme gasto de energía. Las astas de un alce son similares a un hombre de 80 kilos que lleva una cadena de oro de 5 kilos alrededor del cuello.

Pero el esfuerzo merece la pena. “En muchos sistemas de apareamiento, si no produces un arma, no tienes ninguna posibilidad de éxito”, afirma Swanson. “No te queda más remedio que seguir las reglas del juego”.

Artículo traducido por Debbie Ponchner